D'Fabrikatioun vun all Hallefleitprodukt erfuerdert Honnerte vu Prozesser. Mir deelen de ganze Fabrikatiounsprozess an aacht Schrëtt:waferVeraarbechtung-Oxidatioun-Photolithographie-Ätzen-Dënnfilmdepositioun-Epitaxialwachstum-Diffusioun-Ionimplantatioun.
Fir Iech ze hëllefen Halbleiteren a verbonne Prozesser ze verstoen an z'erkennen, drécke mir WeChat Artikelen an all Ausgab fir all eenzel vun den uewe genannte Schrëtt een nom aneren virzestellen.
Am viregten Artikel gouf erwähnt datt fir de Schutz ze schützenwaferaus verschiddene Gëftstoffer gouf en Oxidfilm gemaach - Oxidatiounsprozess. Haut wäerte mir iwwer de "Photolithographieprozess" diskutéieren fir de Halbleiter Design Circuit op der Wafer ze fotograféieren mam Oxidfilm geformt.
Photolithographie Prozess
1. Wat ass photolithography Prozess
Photolithographie ass d'Cirreuren a funktionell Beräicher ze maachen, déi fir Chipproduktioun erfuerderlech sinn.
D'Liicht emittéiert vun der Photolithographiemaschinn gëtt benotzt fir den dënnen Film deen mat Photoresist beschichtet ass duerch eng Mask mat engem Muster auszesetzen. De Photoresist wäert seng Properties änneren nodeems se d'Liicht gesinn, sou datt d'Muster op der Mask op den dënnen Film kopéiert gëtt, sou datt den dënnen Film d'Funktioun vun engem elektronesche Circuitdiagramm huet. Dëst ass d'Roll vun der Photolithographie, ähnlech wéi Fotoen mat enger Kamera ze maachen. D'Fotoen, déi vun der Kamera geholl ginn, ginn op de Film gedréckt, während d'Fotolithographie keng Fotoen gravéiert, mee Circuitdiagrammer an aner elektronesch Komponenten.
Photolithography ass eng präzis Mikro-Machining Technologie
Konventionell Photolithographie ass e Prozess deen ultraviolet Liicht mat enger Wellelängt vun 2000 bis 4500 Angström als Bildinformatiounsdréier benotzt, a Photoresist als Zwëschen (Bildopnam) Medium benotzt fir d'Transformatioun, d'Transfert an d'Veraarbechtung vun der Grafik z'erreechen, a schliisslech d'Bild iwwerdréit. Informatioun un den Chip (haaptsächlech Siliziumchip) oder dielektresch Schicht.
Et kann gesot ginn datt Photolithographie d'Fundament vun der moderner Hallefleit, Mikroelektronik an Informatiounsindustrie ass, an d'Fotolithographie bestëmmt direkt den Entwécklungsniveau vun dësen Technologien.
An de méi wéi 60 Joer zënter der erfollegräicher Erfindung vun integréierte Kreesleef am Joer 1959, ass d'Linnbreet vu senger Grafik ëm ongeféier véier Gréissten reduzéiert ginn, an d'Circuitintegratioun gouf mat méi wéi sechs Gréisstenuerdnung verbessert. De schnelle Fortschrëtt vun dësen Technologien ass haaptsächlech un der Entwécklung vun der Photolithographie zougeschriwwen.
(Ufuerderunge fir Photolithographietechnologie a verschiddene Stadien vun der Entwécklung vun der integréierter Circuitfabrikatioun)
2. Grondprinzipien vun der Photolithographie
Photolithographiematerialien bezéie sech allgemeng op Photoresists, och bekannt als Photoresists, déi déi kriteschst funktionell Materialien an der Photolithographie sinn. Dës Zort vun Material huet d'Charakteristiken vun Liichtjoer (dorënner siichtbar Liichtjoer, ultraviolet Liicht, Elektronenstrahl, etc.) Reaktioun. No der photochemescher Reaktioun ännert seng Solubilitéit wesentlech.
Ënnert hinnen erhéicht d'Léisbarkeet vum positiven Photoresist am Entwéckler, an dat kritt Muster ass d'selwecht wéi d'Mask; negativ Photoresist ass de Géigendeel, dat heescht, d'Léisbarkeet fällt erof oder gëtt souguer onléislech nodeems se dem Entwéckler ausgesat sinn, an dat kritt Muster ass Géigendeel zu der Mask. D'Applikatiounsfelder vun den zwou Aarte vu Photoresists sinn ënnerschiddlech. Positiv Photoresists gi méi heefeg benotzt, déi méi wéi 80% vum Gesamt ausmaachen.
Dat hei uewen ass e schematescht Diagramm vum Photolithographieprozess
(1) Klemmen:
Dat ass, eng Fotoresistfilm mat enger eenheetlecher Dicke ze bilden, staark Adhäsioun a keng Mängel op der Siliziumwafer. Fir d'Adhäsioun tëscht dem Photoresistfilm an dem Siliziumwafer ze verbesseren, ass et dacks néideg fir d'éischt d'Uewerfläch vum Siliziumwafer mat Substanzen wéi Hexamethyldisilazan (HMDS) an Trimethylsilyldiethylamine (TMSDEA) z'änneren. Duerno gëtt de Photoresistfilm duerch Spinbeschichtung virbereet.
(2) Pre-Backen:
No der Spinbeschichtung enthält de Photoresistfilm nach ëmmer eng gewësse Quantitéit vu Léisungsmëttel. Nom Baken bei enger méi héijer Temperatur kann de Léisungsmëttel sou wéineg wéi méiglech ewechgeholl ginn. Nom Pre-Backen gëtt den Inhalt vum Photoresist op ongeféier 5% reduzéiert.
(3) Beliichtung:
Dat heescht, de Photoresist ass u Liicht ausgesat. Zu dëser Zäit geschitt eng Fotoreaktioun, an den Solubilitéitsdifferenz tëscht dem beliichten Deel an dem net beliichten Deel geschitt.
(4) Entwécklung & Aushärtung:
De Produit ass am Entwéckler ënnerdaach. Zu dëser Zäit wäert d'exposéiert Gebitt vum positive Photoresist an dat net beliichte Gebitt vum negativen Photoresist an der Entwécklung opléisen. Dëst presentéiert en dreidimensionalen Muster. No der Entwécklung brauch den Chip en Héichtemperaturbehandlungsprozess fir en hart Film ze ginn, deen haaptsächlech déngt fir d'Adhäsioun vum Photoresist zum Substrat weider ze verbesseren.
(5) Ätzen:
D'Material ënner dem Photoresist ass geätzt. Et enthält flësseg naass Ässung a gasfërmeg dréchen Ätzen. Zum Beispill, fir naass Ätzen vu Silizium gëtt eng sauer wässerlech Léisung vu Fluorsäure benotzt; fir naass Ässung vu Kupfer gëtt eng staark Säureléisung wéi Salpetersäure a Schwefelsäure benotzt, während dréchen Ätzen dacks Plasma oder High-Energy Ionenstrahlen benotzt fir d'Uewerfläch vum Material ze beschiedegen an ze ätzen.
(6) Degumming:
Schlussendlech muss de Photoresist vun der Uewerfläch vun der Lens ewechgeholl ginn. Dëse Schrëtt gëtt Degumming genannt.
Sécherheet ass dat wichtegst Thema an all Hallefleitproduktioun. Déi wichtegst geféierlech a schiedlech Photolithographiegase am Chiplithographieprozess sinn wéi follegt:
1. Waasserstoffperoxid
Waasserstoffperoxid (H2O2) ass e staarken Oxidant. Direkte Kontakt kann Haut an Aen Entzündung a Verbrennunge verursaachen.
2. Xylen
Xylene ass e Léisungsmëttel an Entwéckler benotzt an negativ Lithographie. Et ass brennbar an huet eng niddreg Temperatur vun nëmmen 27,3 ℃ (ongeféier Raumtemperatur). Et ass explosiv wann d'Konzentratioun an der Loft 1% -7% ass. Widderholl Kontakt mat Xylen kann Hautentzündung verursaachen. Xylene Damp ass séiss, ähnlech wéi de Geroch vu Fliger Tack; Expositioun fir Xylen kann Entzündung vun den Aen, Nues an Hals verursaachen. Inhalatioun vum Gas kann Kappwéi, Schwindel, Appetitverloscht a Middegkeet verursaachen.
3. Hexamethyldisilazane (HMDS)
Hexamethyldisilazane (HMDS) gëtt am meeschten als Primerschicht benotzt fir d'Adhäsioun vu Photoresist op der Uewerfläch vum Produkt ze erhéijen. Et ass brennbar an huet e Blëtzpunkt vu 6,7°C. Et ass explosiv wann d'Konzentratioun an der Loft 0,8% -16% ass. HMDS reagéiert staark mat Waasser, Alkohol a Mineralsäuren fir Ammoniak ze verëffentlechen.
4. Tetramethylammoniumhydroxid
Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) gëtt wäit als Entwéckler fir positiv Lithographie benotzt. Et ass gëfteg a korrosiv. Et kann fatal sinn wann se geschluecht ginn oder am direkte Kontakt mat der Haut. Kontakt mat TMAH Stëbs oder Niwwel kann Entzündung vun den Aen, Haut, Nues an Hals verursaachen. Inhalatioun vun héije Konzentratioune vun TMAH féiert zum Doud.
5. Chlor a Fluor
Chlor (Cl2) a Fluor (F2) gi béid an Excimer Laser als déif ultraviolet an extrem ultraviolet (EUV) Liichtquelle benotzt. Béid Gase si gëfteg, schéngen hellgréng an hunn e staarken irritéierende Geroch. Inhalatioun vun héije Konzentratioune vun dësem Gas féiert zum Doud. Fluorgas ka mat Waasser reagéieren fir Waasserstofffluoridgas ze produzéieren. Waasserstofffluoridgas ass eng staark Säure déi d'Haut, d'Aen an d'Atmungstrakt irritéiert a Symptomer verursaache kann wéi Verbrennunge an Otemschwieregkeeten. Héich Konzentratioune vu Fluorid kënne Vergëftung fir de mënschleche Kierper verursaachen, Symptomer wéi Kappwéi, Erbrechung, Diarrho a Koma verursaachen.
6. Argon
Argon (Ar) ass en Inertgas dat normalerweis keen direktem Schued fir de mënschleche Kierper verursaacht. Ënner normalen Ëmstänn enthält d'Loft déi d'Leit ootmen ongeféier 0,93% Argon, an dës Konzentratioun huet keen offensichtlechen Effekt op de mënschleche Kierper. Wéi och ëmmer, an e puer Fäll kann Argon de mënschleche Kierper schueden.
Hei sinn e puer méiglech Situatiounen: An engem agespaarte Raum kann d'Konzentratioun vum Argon eropgoen, doduerch d'Sauerstoffkonzentratioun an der Loft reduzéiert an d'Hypoxie verursaacht. Dëst kann Symptomer verursaachen wéi Schwindel, Middegkeet a kuerz Otem. Zousätzlech ass Argon en Inertgas, awer et kann ënner héijer Temperatur oder héijen Drock explodéieren.
7. Neon
Neon (Ne) ass e stabile, faarwege a Gerochlosen Gas, deen net un de Neongas deelhëllt. Wann Dir an engem Zoustand vun Hypoxie fir eng laang Zäit sidd, kënnt Dir Symptomer wéi Kappwéi, Iwwelzegkeet an Erbriechen erliewen. Zousätzlech kann Neongas mat anere Substanzen ënner héijer Temperatur oder héijen Drock reagéieren fir Feier oder Explosioun ze verursaachen.
8. Xenon Gas
Xenongas (Xe) ass e stabile, faarwege a Gerochlosen Gas, deen net um mënschlechen Atmungsprozess deelhëllt, sou datt d'Atmung an enger héijer Konzentratioun vu Xenongas Hypoxie verursaacht. Wann Dir an engem Zoustand vun Hypoxie fir eng laang Zäit sidd, kënnt Dir Symptomer wéi Kappwéi, Iwwelzegkeet an Erbriechen erliewen. Zousätzlech kann Neongas mat anere Substanzen ënner héijer Temperatur oder héijen Drock reagéieren fir Feier oder Explosioun ze verursaachen.
9. Krypton Gas
Krypton Gas (Kr) ass e stabilen, faarwege a Gerochlosen Gas, deen net un de mënschlechen Atmungsprozess deelhëlt, sou datt d'Atmung an enger héijer Konzentratioun vu Krypton Gas Hypoxie verursaachen. Wann Dir an engem Zoustand vun Hypoxie fir eng laang Zäit sidd, kënnt Dir Symptomer wéi Kappwéi, Iwwelzegkeet an Erbriechen erliewen. Zousätzlech kann Xenongas mat anere Substanzen ënner héijer Temperatur oder héijen Drock reagéieren fir Feier oder Explosioun ze verursaachen. Atmung an engem Ëmfeld mat Sauerstoffdeprivatioun kann Hypoxie verursaachen. Wann Dir an engem Zoustand vun Hypoxie fir eng laang Zäit sidd, kënnt Dir Symptomer wéi Kappwéi, Iwwelzegkeet an Erbriechen erliewen. Zousätzlech kann Krypton Gas mat anere Substanzen ënner héijer Temperatur oder héijen Drock reagéieren fir Feier oder Explosioun ze verursaachen.
Geféierlech Gas Detektiounsléisungen fir d'Halbleiterindustrie
D'Halbleiterindustrie involvéiert d'Produktioun, d'Fabrikatioun an de Prozess vu brennbaren, explosive, gëftege a schiedleche Gasen. Als Benotzer vu Gasen an Halbleiterfabrikatiounsanlagen, soll all Mataarbechter d'Sécherheetsdaten vu verschiddene geféierleche Gase virum Gebrauch verstoen, a solle wësse wéi een mat den Noutprozeduren ëmgeet wann dës Gase auslecken.
An der Produktioun, Fabrikatioun a Lagerung vun der Hallefleitindustrie, fir de Verloscht vu Liewen a Besëtz ze vermeiden, verursaacht duerch d'Leckage vun dëse geféierleche Gase, ass et néideg Gasdetektiounsinstrumenter z'installéieren fir den Zilgas z'entdecken.
Gasdetektoren sinn essentiell Ëmweltiwwerwaachungsinstrumenter an der haiteger Hallefleitindustrie ginn, a sinn och déi direktst Iwwerwaachungsinstrumenter.
De Riken Keiki huet ëmmer op déi sécher Entwécklung vun der Halbleiterfabrikatiounsindustrie opmierksam gemaach, mat der Missioun fir e séchert Aarbechtsëmfeld fir d'Leit ze kreéieren, an huet sech gewidmet fir Gassensoren z'entwéckelen, déi gëeegent fir d'Hallefleiterindustrie sinn, raisonnabel Léisunge fir verschidde Probleemer ubitt Benotzer, a kontinuéierlech Upgrade vun Produktfunktiounen an Optimisatiounssystemer.
Post Zäit: Jul-16-2024